机械设计第八版课后习题答案及解析最新参考答案及解析.docx
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机械设计第八版课后习题答案及解析最新参考答案及解析
31某材料得对称循环弯曲疲劳极限,取循环基数,,试求循环次数N分别为7000、25000、620000次时得有限寿命弯曲疲劳极限。
[解]
32已知材料得力学性能为,,,试绘制此材料得简化得等寿命寿命曲线。
[解]
得,即
根据点,,按比例绘制该材料得极限应力图如下图所示
34圆轴轴肩处得尺寸为:
D=72mm,d=62mm,r=3mm。
如用题32中得材料,设其强度极限σB=420MPa,精车,弯曲,βq=1,试绘制此零件得简化等寿命疲劳曲线。
[解]因,,查附表32,插值得,查附图31得,将所查值代入公式,即
查附图32,得;按精车加工工艺,查附图34,得,已知,则
根据按比例绘出该零件得极限应力线图如下图
35如题34中危险截面上得平均应力,应力幅,试分别按①②,求出该截面得计算安全系数。
[解]由题34可知
（1）
工作应力点在疲劳强度区,根据变应力得循环特性不变公式,其计算安全系数
（2）
工作应力点在疲劳强度区,根据变应力得平均应力不变公式,其计算安全系数
53分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时得受力变化情况,它得最大应力,最小应力如何得出？
当气缸内得最高压 力提高时,它得最大应力,最小应力将如何变化？
解:
最大应力出现在压缩到最小体积时,最小应力出现在膨胀到最大体积时。
当汽缸内得最高压力提高时,它得最大应力增大,最小应力不变。
54图549所示得底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x轴并垂直于底板接合面得平面内。
试分析底板螺栓组得受力情况,并判断哪个螺栓受力最大？
堡证联接安全工作得必要条件有哪些？
59受轴向载荷得紧螺栓联接,被联接钢板间采用橡胶垫片。
已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10000N时,求螺栓所受得总拉力及被联接件之间得残余预紧力。
采用橡垫片密封,取螺栓得相对刚度螺栓得总拉力:
残余预紧力为:
510图524所示为一汽缸盖螺栓组联接。
已知汽缸内得工作压力P=0~1MPa,缸盖与缸体均为钢制,直径D1=350mm,D2=250mm、上、下凸缘厚均为25mm、试设计
此联接。
101试分析图1047所示得齿轮传动各齿轮所受得力（用受力图表示各力得作用位置及方向）。
[解]受力图如下图:
102如图,ABC得材料为中碳钢调制,其硬度:
齿轮A为240HBS,B:
260HBS,C:
220HBS,试确定齿轮B得许用接触应力与许用弯曲应力、假定:
1）齿轮B为“惰轮”（中间轮）齿轮A为主动轮,齿轮C为从动轮,设;2）齿轮B为在主动轮,齿轮A与齿轮C均为从动,设
103对于做双向传动得齿轮来说,她得齿面接触应力与齿根弯曲应力各属于什么循环特性？
在做强度计算时应怎么考虑
104齿轮得精度等级与齿轮得选材及热处理方法有什么关系
105要提高齿轮得抗弯疲劳强度与齿面抗点蚀能力有那些关系措施
107某齿轮减速器得斜齿轮圆柱齿轮传动,已知,两齿轮得齿数为,8级精度,小齿轮材料为（调质）,大齿轮材料为45钢（调质）,寿命20年（设每年300工作日）,每日两班制,小齿轮相对其轴得支承为对称布置,试计算该齿轮传动所能传递得功率。
[解]
（1）齿轮材料硬度
查表101,根据小齿轮材料为（调质）,小齿轮硬度217~269HBS,大齿轮材料为45钢（调质）,大齿轮硬度217~255HBS
（2）按齿面接触疲劳硬度计算
①计算小齿轮得分度圆直径
②计算齿宽系数
③由表106查得材料得弹性影响系数,由图1030选取区域系数
④由图1021d按齿面硬度查得小齿轮得接触疲劳强度极限;大齿轮得接触疲劳强度极限。
⑤齿数比
⑥计算应力循环次数
⑦由图1019取接触疲劳寿命系数
⑧计算接触疲劳许用应力
取失效概率为,安全系数
⑨由图1026查得
⑩计算齿轮得圆周速度
计算尺宽与齿高之比
计算载荷系数
根据,8级精度,查图108得动载荷系数
由表103,查得
按轻微冲击,由表102查得使用系数
由表104查得{按=1查得}
由,,查图1013得
故载荷系数
由接触强度确定得最大转矩
（3）按弯曲强度计算
①计算载荷系数
②计算纵向重合度
③由图1028查得螺旋角影响系数
④计算当量齿数
⑤查取齿形系数及应力校正系数
由表105查得
⑥由图1020c查得小齿轮得弯曲疲劳强度极限;大齿轮得弯曲疲劳强度极限。
⑦由图1018取弯曲疲劳寿命。
⑧计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数
⑨计算大、小齿轮得,并加以比较
取
⑩由弯曲强度确定得最大转矩
（4）齿轮传动得功率
取由接触强度与弯曲强度确定得最大转矩中得最小值
即
第十一章蜗杆传动p272
习题答案
111试分析图1126所示蜗杆传动中各轴得回转方向、蜗轮轮齿得螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力得作用位置及方向。
[解]各轴得回转方向如下图所示,蜗轮2、4得轮齿螺旋线方向均为右旋。
蜗杆、蜗轮所受各力得作用位置及方向如下图
113设计用于带式输送机得普通圆柱蜗杆传动,传递效率,传动比,由电动机驱动,载荷平稳。
蜗杆材料为20Cr,渗碳淬火,硬度。
蜗轮材料为,金属模铸造。
蜗杆减速器每日工作8h,要求工作寿命为7年（每年按300工作日计）。
[解]
（1）选择蜗杆传动类型
根据GB/T100851988得推荐,采用渐开线蜗杆（ZI）。
（2）按齿面接触疲劳强度进行设计
①确定作用蜗轮上得转矩T2
按,估取效率,则
②确定载荷系数K
因工作载荷平稳,故取载荷分布不均匀系数;由表115选取使用系数;由于转速不高,无冲击,可取动载系数,则
③确定弹性影响系数蜗轮为铸锡磷青铜与钢蜗杆相配,故
④确定接触系数
假设,从图1118中可查得
⑤确定许用接触应力
由表117中查得蜗轮得基本许用应力
应力循环系数
寿命系数
则
⑥计算中心距
取中心距,因,故从表112中取模数,蜗杆分度圆直径。
此时,从图1118中查取接触系数,因为,因此以上计算结果可用。
（3）蜗杆与蜗轮得主要参数与几何尺寸
①蜗杆
蜗杆头数,轴向齿距;直径系数;齿顶圆直径;齿根圆直径;分度圆导程角;蜗杆轴向齿厚。
②蜗轮
蜗轮齿数;变位系数
验算传动比,此时传动比误差,就是允许得。
蜗轮分度圆直径
蜗轮喉圆直径
蜗轮齿根圆直径
蜗轮咽喉母圆直径
（4）校核齿根弯曲疲劳强度
①当量齿数
根据,从图1119中可查得齿形系数
②螺旋角系数
③许用弯曲应力
从表118中查得由制造得蜗轮得基本许用弯曲应力
寿命系数
④校核齿根弯曲疲劳强度
弯曲强度就是满足得。
（5）验算效率
已知;与相对滑动速度相关
从表1118中用插值法查得,,代入式得大于原估计值,因此合格
131试说明下列各轴承得内径有多大？
哪个轴承公差等级最高？
哪个允许得极限转速最高？
哪个承受径向载荷能力最高？
哪个不能承受径向载荷？
N307/P462073020751301
[解]N307/P4、6207、30207得内径均为35mm,51301得内径为5mm;N307/P4得公差等级最高;6207承受径向载荷能力最高;N307/P4不能承受径向载荷。
135根据工作条件,决定在轴得两端用得两个角接触球轴承,如图1313b所示正装。
轴颈直径,工作中有中等冲击,转速,已知两轴承得径向载荷分别为,,外加轴向载荷,作用方向指向轴承1,试确定其工作寿命。
[解]
（1）求两轴承得计算轴向力与
对于得角接触球轴承,按表137,轴承派生轴向力,
两轴计算轴向力
（2）求轴承当量动载荷与
由表135查得径向动载荷系数与轴向动载荷系数为
对轴承1
对轴承2
因轴承运转中有中等冲击载荷,按表136,取,则
（3）确定轴承寿命
由于题目中没给出在轴承得具体代号,这里假设选用7207AC,查轴承手册得基本额定载荷,因为,所以按轴承1得受力大小验算
136若将图1334a中得两轴承换为圆锥滚子轴承,代号为30207。
其她条件同例题132,试验算轴承得寿命。
[解]
（1）求两轴承受到得径向载荷与
将轴系部件受到得空间力系分解为铅垂面（下图b）与水平面（下图a）两个平面力系。
其中:
图c中得为通过另加转矩而平移到指向轴线;图a中得亦应通过另加弯矩而平移到作用于轴线上（上诉转化仔图中均未画出）。
由力分析可知:
（2）求两轴承得计算轴向力与
查手册得30207得,,
两轴计算轴向力
（3）求轴承当量动载荷与
由表135查得径向动载荷系数与轴向动载荷系数为
对轴承1
对轴承2
因轴承运转中有中等冲击载荷,按表136,取,则
（4）确定轴承寿命
因为,所以按轴承1得受力大小验算
故所选轴承满足寿命要求。
137某轴得一端支点上原采用6308轴承,其工作可靠性为90%,现需将该支点轴承在寿命不降低得条件下将工作可靠性提高到99%,试确定可能用来替换得轴承型号。
[解]查手册得6308轴承得基本额定动载荷。
查表139,得可靠性为90%时,,可靠性为99%时,。
可靠性为90%时
可靠性为99%时
即
查手册,得6408轴承得基本额定动载荷,基本符合要求,故可用来替换得轴承型号为6408。
154图1528所示为某减速器输出轴得结构图,试指出其设计错误,并画出改正图。
[解]
（1）处两轴承应当正装。
（2）处应有间隙并加密封圈。
（3）处应有轴间定位。
（4）处键不能伸入端盖,轴得伸出部分应加长。
（5）处齿轮不能保证轴向固定。
（6）处应有轴间定位。
（7）处应加调整垫片。
改正图见轴线下半部分。
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